數(shù)字化地形測(cè)量中GPS 技術(shù)的應(yīng)用

葉文浩 臺(tái)州市金陸海地理信息有限公司，浙江 溫嶺 317500

地形測(cè)量是測(cè)量一定范圍內(nèi)的地面建筑物或其它地物、地面形貌的特點(diǎn)，并且按照一定的比例尺，按照地圖圖例的規(guī)定，將其繪制在圖紙上。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字化地形測(cè)量可以借助于計(jì)算機(jī)完成控制測(cè)量、計(jì)算機(jī)輔助計(jì)算、碎部數(shù)據(jù)采集和成果成圖輸出。碎部數(shù)據(jù)采集是采集地物、地貌等地形要素的特征點(diǎn)數(shù)據(jù)，這些特征點(diǎn)的位置和高程直接影響最終成圖的質(zhì)量。

1 數(shù)字化地形測(cè)量的基本原則

在利用數(shù)字化地形測(cè)量過程中要遵守以下原則:

第一，數(shù)字化測(cè)量利用先進(jìn)的測(cè)量?jī)x器，選擇靈活的定位方法，完成地形數(shù)據(jù)的采集，相比于完全人工測(cè)量具有更大的便捷性，也提供了一些不可測(cè)地域的地形測(cè)量方法。但是完全依靠自動(dòng)化測(cè)量有時(shí)會(huì)造成結(jié)果的失真，因此在數(shù)字化測(cè)量中要求測(cè)量人員具有高度的責(zé)任心，能夠?qū)嵉販y(cè)量的地點(diǎn)必須進(jìn)行實(shí)地考察與測(cè)量，并且要采用高精度的鋼尺，盡量不使用皮尺;

第二，數(shù)字化測(cè)量中應(yīng)該以河流、山脈、峽谷、道路等自然界線來劃分測(cè)圖單元。這樣以來，一方面，為地形的測(cè)量提供了便捷;另一方面、避免了測(cè)圖單元之間的接邊問題。根據(jù)業(yè)內(nèi)的共識(shí)，應(yīng)該先測(cè)同一類的地物或地貌，但也可以根據(jù)實(shí)際地形情況進(jìn)行調(diào)整，以方便實(shí)地測(cè)量和觀測(cè)站工作人員的記錄;

第三，除了測(cè)量特征點(diǎn)的位置和高程數(shù)據(jù)外，應(yīng)該多測(cè)量一些數(shù)據(jù)點(diǎn)，以使計(jì)算機(jī)建立的數(shù)學(xué)模型更加精確，繪制的地圖能更加詳細(xì)和準(zhǔn)確的反應(yīng)地貌。另外，由于數(shù)字測(cè)圖的大多數(shù)數(shù)據(jù)點(diǎn)是在計(jì)算機(jī)上完成的，因此要認(rèn)真檢查每個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)是否正確。同時(shí)，針對(duì)一些關(guān)鍵的數(shù)據(jù)點(diǎn)，要有一定的核實(shí)辦法。

2 常規(guī)測(cè)量方法的局限性

常規(guī)測(cè)量方法存在的問題主要有:

(1)測(cè)量范圍有限。由于常規(guī)測(cè)量方法通常是依靠人力進(jìn)行實(shí)地測(cè)量和計(jì)算，或者采用普通機(jī)械進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量過程中不僅消耗了大量的人力、物力，并且測(cè)量范圍有限，對(duì)于一些人力難以抵達(dá)的地方無法測(cè)量。

(2)由于對(duì)不同測(cè)圖單元采用不同的測(cè)量系統(tǒng)，對(duì)于重要的控制點(diǎn)或交接點(diǎn)難以統(tǒng)一，導(dǎo)致不同的控制點(diǎn)混雜在一起。這就引發(fā)了不同測(cè)量系統(tǒng)之間的兼容問題，要是采用了不兼容的控制點(diǎn)或交接點(diǎn)，將會(huì)影響測(cè)量質(zhì)量。

(3)國家大地點(diǎn)破壞嚴(yán)重，影響測(cè)量作業(yè)。由于國家基礎(chǔ)控制點(diǎn)確定的時(shí)間較早，這些基礎(chǔ)控制點(diǎn)可能在城市建設(shè)或經(jīng)濟(jì)建設(shè)的過程中遭到了破壞，在這些地區(qū)進(jìn)行測(cè)量作業(yè)，會(huì)因?yàn)殡y以確定基礎(chǔ)控制點(diǎn)而使測(cè)量的準(zhǔn)確性得不到有效保障。

(4)由于地面障礙物或者自然地理環(huán)境如密林、灌木等影響地面通視的障礙的存在，采用常規(guī)的測(cè)量方法難以確定并測(cè)量該地形的控制點(diǎn)。

3 GPS 技術(shù)在數(shù)字化地形測(cè)量中的應(yīng)用

GPS 全球定位技術(shù)是利用衛(wèi)星技術(shù)實(shí)現(xiàn)全方位實(shí)時(shí)三維導(dǎo)航與定位的新一代衛(wèi)星通信技術(shù)，GPS 技術(shù)作為重要的控制測(cè)量技術(shù)已用于生活中的各個(gè)方面。GPS 技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是:(1)數(shù)學(xué)模型簡(jiǎn)單，能同時(shí)確定某一地點(diǎn)的三維坐標(biāo);(2)可用于全天候?qū)崟r(shí)觀測(cè)，非常便捷，信息傳遞速度快;(3)在長(zhǎng)距離上仍能獲得高精度的定位結(jié)果。因此，將GPS全球定位技術(shù)應(yīng)用于數(shù)字化地形測(cè)量中，能實(shí)時(shí)全天候非常便捷地獲得地形的三維信息。一般來說，數(shù)字化地形測(cè)量中通常將靜態(tài)GPS 網(wǎng)用作基本控制，動(dòng)態(tài)GPS 網(wǎng)用作加密控制，同時(shí)加上一些補(bǔ)充測(cè)站點(diǎn)，完成動(dòng)態(tài)碎部數(shù)據(jù)采集，再通過計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行輔助計(jì)算，完成全部數(shù)據(jù)點(diǎn)信息，最后出圖。將GPS 全球定位技術(shù)應(yīng)用于數(shù)字化地形測(cè)量中，可以避免常規(guī)測(cè)量方法存在的一些問題，并且?guī)砀蟮臏y(cè)量?jī)?yōu)勢(shì)。

4 GPS 技術(shù)應(yīng)用于數(shù)字化測(cè)量?jī)?yōu)越性

GPS 全球定位技術(shù)應(yīng)用于數(shù)字化地形測(cè)量中帶來的測(cè)量?jī)?yōu)勢(shì)有:(1)GPS 技術(shù)利用衛(wèi)星技術(shù)實(shí)現(xiàn)全方位實(shí)時(shí)三維導(dǎo)航與定位，從空中俯測(cè)，測(cè)量的范圍非常大，并且可以按需布設(shè)控制網(wǎng)，簡(jiǎn)化加密級(jí)別，省去聯(lián)測(cè)過渡點(diǎn);(2)測(cè)量精度高，隨著GPS 技術(shù)的日趨成熟，如今國內(nèi)的測(cè)量精度可達(dá)10-6mm 級(jí)別，而國外的測(cè)量精度可達(dá)10-7mm 級(jí)別，通過GPS 技術(shù)建立的控制網(wǎng)，其測(cè)量準(zhǔn)確度是常規(guī)測(cè)量方法難以睥睨的;(3)GPS 技術(shù)采用由上到下俯測(cè)，因此不需要各個(gè)聯(lián)測(cè)點(diǎn)之間形成通視，為地形測(cè)量提供了巨大的便捷;(4)觀測(cè)自動(dòng)化程度高。利用GPS技術(shù)進(jìn)行數(shù)字化地形測(cè)量過程中，外部作業(yè)可以用電鈕操作，內(nèi)部作業(yè)主要利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和計(jì)算，作業(yè)效率高;(5)利用GPS 技術(shù)進(jìn)行數(shù)字化地形測(cè)量的結(jié)果可以用三維坐標(biāo)的形式記錄，與常規(guī)測(cè)量采用的二位平面坐標(biāo)相比，三維坐標(biāo)定位更加科學(xué)與精準(zhǔn);(6)GPS 網(wǎng)絡(luò)布置完成后，可實(shí)行全天候24 小時(shí)的實(shí)時(shí)觀測(cè)和數(shù)據(jù)記錄，不受天氣條件的影響。

5 結(jié)語

總而言之，GPS 全球定位技術(shù)作為衛(wèi)星技術(shù)、微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和天文觀測(cè)技術(shù)等尖端技術(shù)的綜合產(chǎn)物，其高度自動(dòng)化的特點(diǎn)和其所達(dá)到的測(cè)量精度，使其在測(cè)量領(lǐng)域的應(yīng)用具有較大的潛力。

地形測(cè)量是測(cè)量一定范圍內(nèi)的地面建筑物或其它地物、地面形貌的特點(diǎn)，并且按照一定的比例尺，按照地圖圖例的規(guī)定，將其繪制在圖紙上。將GPS 技術(shù)應(yīng)用于地形測(cè)量不僅提高了測(cè)量的廣度和精度，也為測(cè)量工作帶來了巨大便捷，大大提高了測(cè)量工作的工作效率。筆者相信，未來隨著GPS 技術(shù)的不斷完善和改進(jìn)，以及隨著GPS 技術(shù)與地形測(cè)量工作的不斷融合，數(shù)字化地形測(cè)量工作將會(huì)取得突破性的發(fā)展。

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